热熔胶液的组成、制法和用途的制作方法

专利名称：热熔胶液的组成、制法和用途的制作方法
专利说明 本发明是关于热熔胶液，特别是具有抗粘连性瞬间粘结热熔胶液的组成、制法和用途。
随着我国现代电子工业的迅速发展，近几年全国已建成几十条电容器连续化自动作业线，在这些作业线上，电容器以一定间隔固定于胶带上或包封于胶带内制成编带和掩膜。胶带一般均采用进口卷盘式热熔胶带。这种胶带在特定的热压温度(90～110℃)和特定的热压时间范围内(0.5～1.5秒)，胶带正面热熔胶必须能瞬即熔融並产生足够的粘着力，使被粘接件固定，而在50℃以下的环境温度下，则要求热熔胶不具任何粘连性，以使胶带在制成卷盘后，胶带的正面和背面不致发生粘连，而使胶带在使用中能顺利退卷。到目前为止，国内尚没有这样的热熔胶及其胶带生产和销售，国际上仅有日本日东电气工业株式会社和苏联有生产供应。但日本日东电气工业株式会社NO744-S和NO744-O两种热熔胶带，其带面热熔胶中並不含抗粘连剂，他们介决胶带背面退卷剥离问题是采用在基带背面另外涂复一层隔离剂，这无疑会增加胶带生产工艺的烦复性和生产成本。而苏联对热熔胶带胶/背粘连问题则提出了两种介决方法〔《

》NO 4，P31-32(1982)〕，一种是在胶面上涂敷滑石粉、二氧化硅、氧化锌、氧化钛、氧化镁或聚氯乙烯和聚偏氯乙烯树脂粉;另一种方法是在胶组分中加入石蜡或地蜡。但前一种方法显然会影响胶面的粘结强度，第二种方法胶带粘结强度也不高，而且在胶带贮存中石蜡或地蜡还会向表面迁移，从而进一步降低胶带的粘结强度。此外，石蜡或地蜡的加入还会降低胶的软化点，因此苏联所生产热熔胶带只有在冷却至20～25℃之后才失去粘性，而该种胶带使用温度在150～220℃范围才能产生瞬间粘接，这些都不符合目前国内各电容器编带和掩膜自动化作业线要求。
本发明就是应国内电容器编带和掩膜生产厂的要求，为进口热熔胶带国产化而在日东和苏联胶带基础上，针对其所存在的问题，经过精心研究，改进热熔胶配方和制备工艺，並成功的制成了适于国内各电容器编带和掩膜自动作业线用卷盘式胶带。
如前所述，本发明胶带所用热熔胶必须满足在≤50℃下无粘连性，而在90～110℃，0.5～1.5秒内对粘结件立即产生足够的粘结力(一般要求≥70N/15mm)。
本发明胶带所用热熔胶系由基料树脂、增粘树脂、抗粘连剂和溶剂组成。此外，根据需要还可加入颜料，制成彩色。
作为本发明热熔胶的基料树脂，可采用乙烯的各种共聚树脂，但第二共聚单体必须为含有极性基团的烯烃单体。适用的乙烯共聚树脂包括乙烯-丙烯酸、乙烯-丙烯酸酯类，包括甲酯、乙酯、丁酯和2-乙基己酯、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸甲酯、乙烯-醋酸乙烯、乙烯-氯乙烯、乙烯-醋酸、乙烯-氯乙烯、乙烯-马来酸酐。其中尤以乙烯-醋酸乙烯的共聚树脂(EVA)更为合适。但也並非所有牌号的EVA树脂都适用，必须选取一定醋酸乙烯含量(VA%)和一定熔融指数(MI)的EVA树脂。本发明所用EVA树脂，要求VA含量在14～40%，MI在50～250。当VA含量大于40%时，树脂呈橡胶态，抗张强度低，且易粘连，不适合本发明使用。而MI若低于50，分子量太高，所制热熔胶流动性太差，不利于涂布施工，同时，所制胶对被粘物表面润湿性差;MI若高于250，分子量太小，高聚物的内聚力太小，对粘结也不利。
本发明人的研究发现，单纯基料树脂，如EVA树脂，熔体粘度还是太高，施工性、表面润湿性和初始粘结力都较差，不适于本发明胶带使用。为此，必须添加增粘剂进行改性。作为基料树脂的增粘剂，除必须能克服EVA树脂单独使用的上述缺点外，基本的条件是必须与EVA树脂有较好的相容性。适用的增粘剂有松香、松青甘油酯、萜烯树脂、石油树脂或古马隆树脂。其中以松香甘油酯更为合适。相对于100份EVA树脂，增粘剂用量为70～110份，低于70份，改性效果不足，高于110份，热熔胶的粘连性增加，胶层发脆，易从柔软基纸上呈粉状剥落，不适合本发明要求。
选取合适的抗粘连剂是本发明成功的关键之一。作为本发明的抗粘连剂，也必须与热熔胶其它组份有较好的相容性，必须不影响热熔胶的粘结强度和施工性，当然必须能赋予热熔胶在50℃以下的抗粘连性。适于本发明使用的抗粘连剂有石蜡、氯化石蜡、聚乙烯蜡和它们的混合物，它们的熔点均要求＞50℃，相对于100分基料树脂，抗粘连剂用量为18～25分。其中尤以熔点＞90℃的氯化石蜡-70(即氯烃-70)和石蜡拼用最佳，氯烃-70与石蜡的使用比例为10～20∶3～10，总用量亦必须控制在18～25分，超过或低于这个用量范围，胶/背均出现粘连。
为适应目前国内各胶带生产厂现有涂布设备的施工要求，本发明热熔胶需加溶剂制成热熔胶悬浮液(以下简称胶液)。所用溶剂应能很好溶解或分散热熔胶各组分，並要有适当的挥发速度，挥发速度太快，胶辊上易于结胶，挥发速度太慢，影响生产速度，增加能耗。溶剂本身还应无毒、价廉、易得。适用的溶剂包括C4～C8链烷烃和环烷烃，汽油，石油醚或它们的混合物，其中以120＃汽油更好。溶剂用量取决于胶液粘度。本发明胶带采用常温涂胶，要求胶液粘度控制在10～31℃的环境温度下为60～120秒(4＃粘度杯)，在这样的温度和粘度范围内，相应胶液固含量约30～40%，这相当于100分基料树脂，溶剂用量300～450分。为保证操作参数的稳定，冬天应取该范围的下限，而夏天应取该范围的上限。
此外，根据需要，本发明热熔胶液可添加颜料，制成彩色。适用的颜料包括钛白粉、铬黄、铁红等。颜料的用量一般为100分基料树脂用0.3～0.8分。这样的用量水平，既能达到着色目的，所制热熔胶的粘结力又可保持基本不变，或下降很少。若颜料用量超过0.8分，所制热熔胶的粘结力则有较大幅度的下降。
本发明热熔胶液的制备可采用一步法，也可采用两步法。
所谓一步法，就是热熔胶的各组分和溶剂按一定的加料顺序和制备条件直接在反应釜内溶混制造。具体讲就是先将溶剂、基料树脂和颜料加入反应釜，搅拌均匀，升温至85～95℃维持1小时，降温至50℃以后，再加入增粘剂和抗粘连剂，继续搅拌，並升温至65～75℃维持2小时，冷却至40℃左右出料。
所谓二步法，就是先将热熔胶的各固体组分，基料树脂、增粘剂、抗粘连剂和颜料，经捏和机、热辊或挤出机熔融混合，並经破碎或造粒然后再与溶剂一起加入釜内，加热搅拌，使之溶混均匀。加热温度75～80℃加热时间1.5～2小时。
本发明热熔胶液是一种粘合剂，可广泛用于各种金属和非金属材料的粘结，亦可用于纸、织物、塑料薄膜、金属箔等彼此间的层压复合，即用于复合材料的制造。本发明热熔胶液特别适于生产电容器编带和掩膜用盘卷式热熔胶带的生产，其生产工艺流程如下
作为基带，一般采用纸，特别是高强皱纹纸，也可采用无纺布、玻璃纸、聚烯烃薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜等。
涂胶方法可采用通行的喷涂、刷涂、刮涂或辊涂。施胶量应根据胶带不同的使用对象而给予不同的控制。如用于电容器编带生产用的胶带，希望粘结力越强越好，因此施胶量要控制在干胶膜厚度在40～50μ为宜，胶膜厚度低于40μ，粘结力下降，高于50μ，粘结力也呈下降趋势(见表1)。而用于电容器掩膜生产用的胶带，则要求有适中的粘结力，为此，施胶量要控制在胶膜厚度在25～35μ为宜，低于25μ，胶带粘结力太小，喷金中电容器易于脱落或污染;高于35μ，胶带粘结力过大，喷金后，取出电容器费力，亦为用户所不希望。
在胶带制备过程中，涂胶后的胶带必须经过烘道烘烤，以除去溶剂。烘道温度65～70℃，烘道的长度设计要保证在该烘道温度范围内 表1胶带施胶量与粘结力的关系 和在2～25m/min的车速范围内，胶带有足够的停留时间，使溶剂挥发干净，並使胶面呈半熔融态和略呈凹凸状，温度过低或烘道太短即胶带在烘道内停留时间太短，溶剂挥发不完全，胶层与基带不能牢固粘结;温度过高或烘道过长即胶带在烘道内停留时间过长，胶层完全塑化，胶面呈光亮平滑状，则会使胶带抗粘连性下降。
在胶带烘烤过程中所除去的溶剂，可经过回收装置回收，反复使用。烘烤后的胶带需自然冷却到40℃左右方可收卷。在室温高的季节生产，来不及自然冷却，可采用冷辊、冷风强制冷却。
本发明热熔胶液生产原料全部立足国内，制法简便，现有胶带生产厂的生产设备无需改造即能适用，因而可大大节省胶带生产厂的设备投资和设备改造费。此外，本发明胶液用途广泛，特别是用本胶液所生产卷盘式胶带性能优良，粘结力强，达88N/15mm以上，最高达113.7N/15mm，而在50℃以下又不显示粘结力，说明本发明热熔胶液所生产的胶带在50℃以下具有优良的抗粘连性，因而电容器编带和掩膜生产厂退卷使用十分方便。与之相比，日本NO744-S胶带的最高粘结力仅81.3N/15mm，而在50℃下仍有66.8N/15mm的粘结力，说明日本胶带的胶面本身不具备常温抗粘连性，而必须在胶带背面涂复隔离层介决退卷剥离问题。
本发明胶液所生产胶带与日本胶带粘结力对比列于表2，热压条件压强98×104Pa，热压时间1秒。

本发明有关性能测试方法 粘结力 制样将高32mm的U型铜芯镀锡线(φ6mm)的两条线脚夹在牛皮纸和胶带之间，並使U型弯头露出胶带外面，再将其夹在两片橡胶板(邵氏硬度62)之间，在热压机上热压，压强98×104Pa，热压时间1秒，以相同方式制5个样。
测定将试样在相对湿度65±5%，温度23±5℃恒温室内放置1小时以上，在拉力机上引拔U型弯头，引拔速度300mm/min，至金属线脱离原固定位置所需的力即为本发明所述粘结力。平行测5个样品，取算术平均值。单位N/15mm。
抗粘连性 按日本工业标准JIS-Z-0219-1957《包装用加工纸的耐粘连性试验方法》
以下是本发明实施例和应用例，用以进一步具体阐明本发明内容，但本发明内容决不仅限于这几例，全部内容已在本说明书的正文部分予以阐述。
实施例1
将120＃汽油320份，EVA树脂(VA含量20%，MI160)100份和钛白粉(金红石型)0.5份加入搪磁反应釜，搅拌混合均匀，升温至85～95℃维持1小时，然后将温度降到50℃，再加入松香甘油酯(熔点85℃)90份、氯烃-70(熔点≥90℃)15份，石蜡(熔点55℃)7份，继续搅拌，同时升温至65～75℃维持2小时，冷却至40℃左右出料，过滤，装桶。由本例胶液所制胶带性能测试结果粘结力为96.0N/15mm;抗粘连性优异，胶/胶、胶/背均无粘连性，胶/铝几乎无粘连性。
实施例2
将实施例1中的石蜡去掉，並将氯烃-70 15份改为25份，其它均和实施例1相同制备热熔胶液。由该胶液所制胶带测试结果为粘结力113.7N/15mm;抗粘连性良好，胶/背、胶/铝均几乎无粘连性，胶/胶会粘连。
实施例3
将实施例1中氯烃-70和石蜡改为聚乙烯蜡(熔点105℃)15份，石蜡5份，其它均与例1相同制备热熔胶液。由本胶液所制胶带测试结果为粘结力88.2N/15mm;抗粘连性优良，胶/背无粘连，胶/铝几乎无粘连，胶/胶会粘连。
比较例1
将实施例1中的氯烃-70去掉，而将石蜡用量增加到18份，其它均与例1相同制备热熔胶液。由本胶液所制胶带测试结果为抗粘连性优良，胶/胶、胶/背均无粘连性，胶/铝会粘连;但粘结力低于前三例，为85.3N/15mm。
比较例2
去掉实施例1中的氯烃-70和石蜡，其它保持不变制备热熔胶液。由本胶液所制胶带测试结果粘结力92.1N/15mm;抗粘连性差，胶/胶、胶/背、胶/铝均出现粘连性。
应用例
在美国信诺公司产925-1-多功能涂布机上，以高强皱纹纸为基带，涂布(辊涂)实施例1所制热熔胶液，操作条件为胶辊与基板间距200μ，车速2～2.5m/min，烘道温度65～70℃，干基胶膜40～50μ，冷却收卷温度≤40℃。所制胶带，溶剂全部挥发干净，热熔胶牢固附着于基布，呈半熔融态，胶面呈微小凹凸状，胶带收、放卷性优异，分切加工时，切面无粘着性，贮存运输中，随温、湿度变化，亦不产生粘连现象。
权利要求
1、一种含有MI为50～250，醋酸乙烯含量为14～40%的乙烯-醋酸乙烯共聚物基料树脂100分，松香甘油酯增粘剂70～110分的热熔胶液，其特征在于该胶液还含有熔点＞50℃的氯化石蜡、聚乙烯蜡或氯化石蜡与石蜡的混合物抗粘连剂18～25分，C4～C8链烷烃或环烷烃、汽油、石油醚、或它们的混合物溶剂300～450分，颜料0.3～0.8分。
2、按权利要求1所述热熔胶液，其特征在于该胶液含有比例为10～20∶3～10的氯烃-70与石蜡的混合物18～25分，120＃汽油300～450分，钛白粉0.3～0.8分。
3、按权利要求1或2所述热熔胶液的制法，其特征在于先将溶剂基料树脂和颜料加入反应釜，搅拌均匀、升温至85～95℃维持1小时，降温至50℃后，再加入增粘剂和抗粘连剂，继续搅拌，並升温至65～75℃维持2小时，冷却至40℃左右出料，或先将热熔胶的各固体组分基料树脂、增粘剂、抗粘连剂和颜料经控和机、热辊或挤出机熔融混合，並经破碎或造粒，然后再与溶剂一起加入反应釜内加热搅拌，加热温度75～80℃，加热时间1.5～2小时。
4、按权利要求1或2所述热熔胶液的用途，其特征在于将该胶液以喷涂、刷涂、刮涂或辊涂方法涂布于纸、无纺布、玻璃纸、聚烯烃薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚酯薄膜基带上，经65～70℃烘道烘烤，除尽溶剂后，自然冷却或经冷辊、冷风强制冷却，收卷，分切，制成卷盘式胶带。
5、按权利要求6所述热熔胶液用途，其特征在于以高强皱纹纸为基带制成电容器编带和电容器掩膜用卷盘式胶带。
全文摘要
本发明涉及一种热熔胶液的组成、制法和用途。其组成EVA100分，松香甘油酯70～110分，氯化石蜡、聚乙烯蜡或它们与石蜡的混合物18～25分，汽油300～450分，颜料0.3～0.8分。制法和组分直接在反应釜内溶混或将各固体组分熔混破碎后再与溶剂一起加入反应釜溶混。本胶液主要用于涂布皱纹纸制电容器编带和掩膜生产用卷盘式胶带，制法简便，现有胶带生产厂设备无需改造即能适用，所制胶带粘结力强，抗粘连性优良，退卷使用方便。
文档编号C09J131/04GK1050208SQ89107300
公开日1991年3月27日 申请日期1989年9月12日 优先权日1989年9月12日
发明者李国雄, 许妍, 郑智晶 申请人:浙江省化学工业研究所